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Centro Universitário de Goiás – UniANHANGUERA Curso - Farmácia Disciplina - Farmacognosia Alcaloides Setembro de 2019 Prof. Dr. Luís Antônio D. Silva Alcaloides: generalidades e aspectos básicos Os alcalóides são compostos orgânicos cíclicos que possuem pelo menos um átomo de nitrogênio no seu anel. Na sua grande maioria os alcalóides possuem caráter alcalino. Compostos de caráter alcalino pela presença de nitrogênio amínico. Alcaloides: generalidades e aspectos básicos Os alcalóides são derivados de aminoácidos aromáticos (triptofano, tirosina), os quais são derivados do ácido chiquímico, e também de aminoácidos alifáticos (ornitina, lisina), os quais são derivados da via da acetilcoenzima A. triptofano tirosina ornitina lisina Alcaloides: generalidades e aspectos básicos A ornitina é precursora dos alcalóides pirrolidínicos e tropânicos; A lisina dá origem aos alcalóides piperidínicos; A tirosina e o triptofano, formados na via do ácido chiquímico, dão origem aos alcalóides isoquinolínicos e indólicos, respectivamente. Alcaloides: generalidades e aspectos básicos O ácido chiquímico é um importante composto intermediário em vias bioquímicas de plantas e microrganismos. - É um precursor dos aminoácidos aromáticos. - É precursor de muitos alcalóides, e outros metabólitos secundários. Alcaloides: generalidades e distribuição Podem ser obtidos das plantas, organismos marinhos, fungos, bactérias e animais. São sintetizados no retículo endoplasmático, concentrando- se, em seguida, nos vacúolos. Grupo de produtos naturais mais estudados e de maior interesse farmacêutico. Alcaloides: papel fisiológico Desempenham importante papel no estoque de nitrogênio e transporte deste no organismo. O nitrogênio é o nutriente responsável pelo crescimento das plantas, para a produção de novas células e tecidos. Na proteína, o principal elemento é o nitrogênio quando há um suprimento adequado deste nutriente, as plantas crescem rapidamente; ao contrário, quando há deficiência, o crescimento é lento. Alcaloides: papel fisiológico O nitrogênio promove a formação de clorofila. Podem, ainda, desempenhar função de proteção à radiação UV (alcaloides de núcleo aromático – quinolínicos e indólicos). Defesa química das plantas contra predadores, desde vertebrados até fungos e plantas. Alcaloides: subclasses Alcaloides verdadeiros: derivam de aminoácidos e possuem o nitrogênio em heterociclo. Protoalcaloide: possuem o nitrogênio fora de um heterociclo. Pseudoalcaloides: não se originam de aminoácidos alcaloides purínicos – originados de bases nitrogenadas - (ex.: metilxantinas – cafeína, teofilina e teobromina). Alcaloides: propriedades Essa classe de compostos do metabolismo secundário é famosa pela presença de substâncias que possuem acentuado efeito no sistema nervoso, sendo muitas delas largamente utilizadas como venenos ou alucinógenos. Usado desde a antiguidade o caso mais famoso foi a execução do filósofo grego Sócrates, condenado a ingerir cicuta (Conium maculatum), uma fonte do alcaloide coniina. Alcaloides: propriedades Exemplos de alcalóides. Notar que uma característica comum dos alcalóides é a presença de nitrogênio no anel carbônico. Essa estrutura indica que os alcalóides são derivados de aminoácidos. Desse modo, a cocaína é um alcalóide tropânico derivado de ornitina. A nicotina é um alcalóide pirrolidínico derivado de lisina. A morfina é um alcalóide isoquinolínicos derivado de tirosina. A cafeína é um alcalóide purínico, a qual por sua vez é derivada de aminoácidos tais como glicina, ácido L- aspártico e L-glutamina. Alcaloides: propriedades São usados como venenos, principalmente para o envenenamento de setas empregadas em caçadas e guerras. Exemplos disso são: Extrato seco do curare (Chondodendron tomentosum), contendo o alcaloide tubocurarina, utilizado pelos índios da Bacia Amazônica. Estricnina extraída de Strychnos nux-vomica por nativos asiáticos. Sociedade moderna – uso como drogas ilícitas (ex.: cocaína). Alcaloides: propriedades farmacológicas De forma geral, apresentam características de neurotransmissores, demonstrando papel na regulação, estimulação e indução de funções. Além disso, são conhecidos por seu potencial citotóxico a células de outros organismos. Apresentam também atividade antifúngica, antibacteriana e efeito antiparasitário. Alcaloides derivados do triptofano e da tirosina Alcaloides quinolínicos Alcaloides quinolínicos São substâncias que apresentam como característica a presença do núcleo quinolínico relacionado a diferentes atividades farmacológicas. Núcleo quinolínico. Exemplos clássicos: Quinina Quinidina Cinchonina Cinchonidina Campototecina. Alcaloides quinolínicos São constituintes químicos derivados do triptofano aminoácido de núcleo indólico. Os alcaloides quinolínicos de Cinchona (quinina, quinidina, cinchonina e cinchonidina). São encontrados sobretudo nas cascas de espécies do gênero Cinchona. Ác. Antranílico (intermediário do triptofano) Alcaloides quinolínicos Propriedades farmacológicas e uso terapêutico As cascas de quina vêm sendo utilizadas desde o século XVII em distúrbios gastrintestinais, no tratamento da malária e no controle da arritmia. Com os anos, outros estudos mostraram a atividade antimalárica. A quinina também apresenta efeito relaxante da musculatura esquelética e é utilizado no tratamento de câimbras noturnas. Camptotecina (obtido da espécie chinesa Camptotheca acuminata Decne), apresenta grande importância no desenvolvimento de fármacos anticâncer. Alcaloides quinolínicos Propriedades farmacológicas e uso terapêutico Exemplos de alcaloides quinolínicos, atividade biológica e seu emprego farmacêutico. Alcaloides indólicos Alcaloides indólicos Biossíntese O núcleo indólico dos alcaloides indólicos é derivado do aminoácido L- triptofano. Indólicos Triptofano Encontrado em plantas, fungos, e animais. É encontrada em baixas quantidades cérebros de mamíferos neurotransmissor. Alcaloides indólicos Devido à similaridade estrutural com neurotransmissores, muitos alcaloides indólicos têm pronunciada atividade no sistema nervoso. Entre os fármacos mais conhecidos estão a ergotamina, usada na prevenção e no tratamento da enxaqueca; a vincristina e a vimblastina, que são antineoplásicos; e a ioimbina, empregada em distúrbios do fluxo sanguíneo. Alcaloides indólicos Classificação Os alcaloides indólicos são classificados de acordo com as características de seu esqueleto, que estão diretamente relacionadas à sua biogênese. Ergolinas ou alcaloides indólicos hemiterpênicos São produzidos por certos fungos e algumas poucas espécies vegetais. Os representantes mais conhecidos são ergotamina, ergometrina e dietilamina do ácido lisérgico (LSD). Alcaloides indólicos Classificação Alcaloides indólicos monoterpênicos Formados a partir da condensação de triptamina, produto da descarboxilaçãodo triptofano com o monoterpeno secologanina. A maior parte dos alcaloides indólicos fazem parte deste grupo. Demais alcaloides indólicos Exemplos: serotonina e psilocibina. A estricnina é outro representante dos alcaloides do tipo indólico. Alcaloides indólicos Propriedades farmacológicas e uso terapêutico Muitos alcaloides indólicos atuam como agonistas ou antagonistas parciais nos receptores α–adrenérgicos, serotoninérgicos, colinérgicos e dopaminérgicos. Outros atuam especialmente no sistema cardiovascular, como os alcaloides do esporão-do-centeio, ioimbina, reserpina e ajmalicina. Vários alcaloides indólicos, como psilocibina, N,N- dimetiltriptamina, LSD e derivados do harmano, possuem marcante atividade alucinógena. Alcaloides indólicos Propriedades farmacológicas e uso terapêutico Diversos alcaloides indólicos possuem atividade antitumoral, como elipticina, olivacina, vincristina e vimblastina. Vinca rosea vincristina vimblastina Alcaloides isoquinolínicos Alcaloides isoquinolínicos Os alcaloides isoquinolínicos são formados a partir da tirosina. São conhecidas pelo menos 4.000 substâncias com esse tipo estrutural. Exemplos clássicos morfina, codeína, mescalina, papaverina, tubocurarina, galantamina, hidrastina, boldina, berberina, emetina e cefaelina. Isoquinolínicos Tirosina Alcaloides isoquinolínicos Propriedades farmacológicas e uso terapêutico Exemplos de espécies vegetais que contêm alcaloides isoquinolínicos, sua atividade biológica e seu emprego farmacêutico. Exemplos de espécies vegetais que contêm alcaloides isoquinolínicos, sua atividade biológica e seu emprego farmacêutico. Alcaloides derivados da ornitina e da lisina Aminoácidos derivados do ciclo do ácido cítrico Ornitina Pirrolidínicos Pirrolizidínicos Tropânicos Lisina Quinolizidínicos Piperidínicos Alcaloides tropânicos Alcaloides tropânicos Os alcaloides tropânicos são derivados do aminoácido ornitina. As moléculas derivadas do tropanol pertencem ao tipo atropina. A partir da tropina, são geradas a hiosciamina e a escopolamina (hioscina). O tipo cocaína apresenta o pseudotropanol em sua estrutura e está presente em Erythroxylaceae. O gênero Erythroxylum possui cerca de 200 espécies A cocaína encontra-se nas folhas de E. coca Lam. e de E. novogranatense var. truxillense (Rusby) Plowman. Alcaloides tropânicos Propriedades farmacológicas e uso terapêutico Os alcaloides tropânicos inibem as ações da acetilcolina em efetores autônomos inervados pelos nervos pós-ganglionares colinérgicos, bem como na musculatura lisa que é desprovida de inervação colinérgica. É provável que a maioria dos efeitos dos alcaloides tropânicos no SNC, em doses usuais, seja atribuível às ações antimuscarínicas centrais. Alcaloides tropânicos Propriedades farmacológicas e uso terapêutico Alcaloide: Atropina Nome cientifico: Atropa belladona Nome vulgar: Beladona / erva-moura mortal Parte da Planta: raiz Atividade Farmacológica: Anticolinérgico Alcaloides tropânicos Propriedades farmacológicas e uso terapêutico A atropina e os outros alcaloides tropânicos e seus derivados reduzem as secreções do trato respiratório. Na nasofaringe, esse efeito pode produzir um alívio sintomático da rinite aguda associada à coriza. Podem induzir dilatação brônquica, tendo sido muito usados no tratamento de asma brônquica. Parece exercer efeitos benéficos quando há obstrução das vias aéreas associada à bronquite crônica. É utilizada como um dilatador de pupilas em exames de oftalmologia. Alcaloides tropânicos Propriedades farmacológicas e uso terapêutico Os derivados do tropanol inibem as ações da acetilcolina em efetores autônomos inervados pelos nervos pós-ganglionares colinérgicos conhecidos como substâncias antimuscarínicas. O interesse nas ações de substâncias antimuscarínicas sobre o estômago e o intestino deriva de seu largo emprego como agentes antiespasmódicos nos distúrbios gastrintestinais e no tratamento da úlcera péptica. Alcaloides tropânicos Propriedades farmacológicas e uso terapêutico Os alcaloides do tipo cocaína apresentam ação anestésica local ao se ligarem reversivelmente a canais de sódio, promovendo inibição do potencial de ação e transmissão do estímulo da dor utilizada terapeuticamente como anestésico local do trato respiratório superior. A cocaína é estimulante potente do SNC. Alcaloides pirrolidínicos Alcaloides pirrolidínicos O alcaloide pirrolidínico mais famoso seja a nicotina. A nicotina é formada nas raízes do tabaco (Nicotiana tabacum) e posteriormente translocada para as folhas nas quais é armazenada. Nas raízes, a biossíntese de nicotina envolve a junção do ácido nicotínico com uma molécula de ornitina. Alcaloides pirrodínicos A nicotínica, juntamente com a cafeína, é um dos alcalóides mais consumidos no mundo. Nas plantas sua função é a defesa contra herbívoros pode ser utilizada como inseticida natural, nas conhecidas caldas de fumo empregadas na agricultura. Alcaloides pirrolizidínicos Alcaloides pirrolizidínicos Em humanos são responsáveis por intoxicações graves devido ao uso equivocado de plantas consideradas medicinais, medicamentos fitoterápicos, suplementos alimentares ou cereais contaminados; e indiretamente pela ingestão de leite ou mel de abelha contaminados. Não são tóxicos por si, são transformados pelas oxidases hepáticas dos mamíferos em agentes reativos pirrólicos, os quais reagem com os nucleófilos das biomoléculas. Alcaloides pirrolizidínicos São considerados uma defesa poderosa das plantas contra a herbivoria. São conhecidos como os ácidos nécicos. O interesse neste grupo de alcaloides é nulo. Alcaloides pirrolizidínicos Alcaloides pirrolizidínicos Distribuição Apresenta distribuição restrita na natureza, podendo ser encontrados em algumas bactérias, organismos marinhos e em muitas espécies de plantas superiores. Existem simultaneamente em vários órgãos vegetais (sementes, folhas, flores, etc.), em proporções variadas, dependendo da estação do ano, do local de coleta e da etapa do desenvolvimento da planta. Alcaloides pirrolizidínicos Distribuição Espécies dos gêneros (exemplos): 1. Senecio braziliensis (popular maria-mole ou flor das almas); 2. Elpatorium laevigatum (mata-pasto); 3. Heliotropium índicum (crista de galo); 4. Heliotropium transalpinum (bico de corvo); e, 5. Shymsitum oficinalis (confrei) 1 2 3 4 5 Alcaloides pirrolizidínicos Toxicologia O aspecto mais importante das espécies vegetais que as sintetizam está associada à alta toxicidade desses metabólitos. É considerada a classe de toxinas de origem vegetal que mais tem alterado a saúde humana e animal. A intoxicação aguda causa hepatotoxicidade massiva com necrose hemorrágica. A exposição crônica causa alterações hepáticas, pulmonar e circulatória, podendo atingir rins, pâncreas, TGI, medula óssea e cérebro. Alcaloides pirrolizidínicos Toxicologia A exposição prolongadacausa megalocitose, venoclusão hepática e pulmonar, cirrose hepática, hiperplasia nodular, adenomas ou carcinomas. São mutagênicos, carcinogênicos, teratogênicos e embriotóxicos. Na atualidade, o uso da CLAE acoplado a dector de massa tem se mostrado bastante útil para a quantificação dessa toxinas em alimentos, biofluidos, drogas vegetais, medicamentos fitoterápicos e suplementos alimentares. Alcaloides piperidínicos Alcaloides piperidínicos Apresentam como núcleo fundamental a piperidina, derivada do aminoácido lisina. piperidina Está presente principal na pimenta-preta e seus parentes (gênero Piper), daí seu nome. A piperidina é também encontrada no veneno da formiga-lava-pés, e é a causa do sensação de ardência associada com a mordida destes insetos. Alcaloides piperidínicos O principal composto de interesse farmacêutico é a lobelina, isolada das porções aéreas de Lobelia inflata L., Campanulaceae. Lobelina Ansiedade (Tensão emocional), estresse, asma brônquica (bronquite asmática), tosse. Alcaloides piperidínicos O representante mais famoso dos alcaloides piperidínicos é a coniína, extraída da cicuta. coniína cicuta Referências SIMÕES, C.M.O.; SCHENKEL, E.P.; MELLO, J.C.P.; MENTZ, L.A.; PETROVICK, P.R. Farmacognosia: da planta ao medicamento. Porto Alegre: Editora da UFSC, 6ª ed., 2007. SIMÕES, C.M.O.; SCHENKEL, E.P.; MELLO, J.C.P.; MENTZ, L.A.; PETROVICK, P.R. Farmacognosia: do produto natural ao medicamento. Porto Alegre: Artmed, 2017. DA CUNHA, A.P. Farmacognosia e Fitoquímica. Fundação Calouste Gulbenkian, 2ª edição, 2009. Obrigado pela atenção!! luis.dantasilva@gmail.com
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